Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1987 года по МПК G01B11/00 

HujopcTeiiiie относится к измерительной технике н можег Г)1)Ггь иснользовано в измерительных системгьх станков е ЧПУ и т.п.

Цель из()б)етеиия повьинеиие точности измерений за счет иск.чючения погрешностей нага измерите:1ьного растра.

На фиг. I изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение iB-Б на фи1 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1.

Устройство еодержит корпус, образованный зани1тными с ьемиыми крышками 1 и 2, направляющей 3, жестко связанной с одной из крышек, и боковинами 4 и 5, закрепленными на направляющей 3. На направляющей жестко посредством эластичного клея закреплен, измерительный растр 6 со штрихами. Корпус закреп:1ен на неподвижпой части станка.

В корпусе устройства с возможностью перемепгения в нанравлении из.мерений размещена считываюпшя головка, содержащая собственный корпус 7 П-образной формы, охватываюншй измерительный растр 6. На корпусе 7 с помощью винта 8 ненодвижпо закреплено коромысло 9, на котором установлены ноетонппые магниты 10, при помощи которых считывающая головка перемещается но направляющей 3.

Коромысло 9 через цилиндрическую пружину 11 с сжатыми витками и упор 12 взаимодействует е новодком 13. При этом ново- док имеет форму скобы, на одном конце которой установлен упор 12, а на другом конце, оппозитно с помощью цапфы 14 установлена пружина 11, другой конец которой раз- .мещеп па цапфе 15 коро.мысла 9.

На поводке 13 предусмотрен движок 16, :шкреп. 1е1Н1ый па подвижном органе станка. Упор и нружипа в совокупности выполняют ю.чь компенсатора пеконтролируемых перемещений.

На корпусе 7 считывающей головки со стороны штрихов измерительного растра 6 размещен индикаторный растр Г/ со штрихами. Растр 17 установлен на корпусе 7 при помощи рамки 18, связанной с ним с помощью ynpyi oro элемента - прулчинпых нитей 19. На рамке с возможностью контакта с нзмерпте.пыпям растром 6 установлены регулируемые опорные элементы 20. На корпусе 7 опнозитно элементам 20 с контактом с измерите. пя1ьгм растром со стороны, не имеющей нггрихов, размещены опорпые элементы 21. В коромысле 9 размещен винт 22 для пак,;1опа п трихов индикаторного растра 17 с 1нтрихам измерительного растра 6.

В корпус 7 со стороны измерительного растра встроены светодиоды (не показаны) а со стороны индикаторной ре1неткп - фотодиоды (не показаны). В устройстве пре- дусмотрепа система обработки и выдачи информации об измерении.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении подвижно|-о органа станка че)ез новодок 13, связанный со

станком движком 16, движение передается корпусу 7 считывающей головки, а вместе с ним индикаторному растру 17 с установленными в нем светодиодами и фотодиодами (не ноказаны), при перемещении кото- рого относительно измерительного растра 6 образуется картина комбинационных полос. Фотодиоды иреобразуют световую энергию светодиодов, проходящую через комбинационные полосы, в сигналы нанряжепия с

0 периодом, пропорциональным 1/4 периода из.мерительного растра Сигналы с фотодиодов поступают в предусилитель и далее по кабелю в электроппое устройство (не показаны) для преобразовапия, счета и индикации величины перемещения.

5 Закрепление индикаторного растра 17 на плавающей рамке 18, связанной с корпусом 7 считывающей головки посредством упругих элементов 19, позволяет ей са.мо- устапавливаться относительно поверхности

птрихов измерительного растра 6, что обеспечивает постоянство зазора между ними, а также постояпное усилие прижима индикаторного растра 17 к измерительному растру 6.

Оппозитно установ;1енные опорные эле5 менты 21 исключают кзгиб измерительного растра 6 в зоне из.мерения, обеснечи- вая те.м еамы.м ностоянство шага растровой шкалы.

Прижим корпуса 7 считывающей головки к паправляющей 3 с ПОМОПАЬЮ постоян0 пых магнитов 10 исключает люфты при износе в процессе эксплуатации.

Использовапие компенсатора пред:1ага- емой конструкции, передаюп 1его перемепхе- ние считывающей головке только в направлении измерения, исключает влияние погрешностей направляющих вибраций при реза- пии, реверса подвижною органа станка на изменение усилия прижима индикаторно1 о растра 17.

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Устройство д;1Я и.мерения линейных переменхений, содержащее корпус с паправляющей, измерительный растр, жестко закреп- лепный в корпусе, счит1)1ваюп1ую го.човку с индикаторным растром и опорными элементами, установлеппую. в корпусе с возможностью перемещения по направляющей так, что плоскости измерительного и ипдикаторного растров ориентированы взаимно параллельно, средство для перемеще- пия считывающей головки и поводок с компенсатором, гфед} азпаченный для связи считывающей головки с контролируемым объектом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, считывающая головка выполнена в виде охватывающего измерительный растр корпуса П-образной формы, а также рамки, прилегающей к индикаторному растру, и взаимодействующего с корпусом и рамкой ynpyi oro элемента, с

помощью которых индикаторный растр прикреплен к корпусу считывающей- головки, опорные элементы расположены оппо- зитно по обе стороны измерительного растра с возможностью контакта с его поверхностью, при этом опорные элементы, расположенные относительно измерительного растра со стороны индикаторного растра, жестко закреплены в рамке, а опорные элементы, расположенные по другую сторону измерительного растра, жестко закреплены в корпусе считывающей юловки, средство для перемещения считывающей головки выполнено в виде постоянных магнитов, размещенных на ней с возможностью контакта с направляющей, поводок имеет форму скобы, которая охватывает корпус измерительной головки, а компенсатор выполнен в виде цилиндрической пружины со сжатыми витками и упора,, огиюзитно установленных между концами скобы и торцами корпуса измерительной головки.

15

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения погрешностей шага измерительного растра. На индикаторный растр 17, установут ти Я ьеего вленный на корпусе / при помоши рамки 18, связанной с ним с помонхью упругого элемента, передается движение подвижного органа станка через поводок 13, связанный со станком движком 16, относительно измерительного растра 6, охватываемого корпусом 7, выполненным П-образной формы, па котором со стороны измерительного растра 6 размешен индикаторный растр 17, плаваю- рамка 18 которого, связанная с корпусом 7 считываюш.ей головки через упругие элементы, позволяет ей самоустанавливаться относительно поверхности иприхов растра 6. Световая энергия, проходяпиая через образуюш.иеся комбинационные полосы, преобразуется в сигналы напряжения. 4 ил. (С 1Л со ел ГчЭ со -vj фиг. 2

2

-LJ

S I / . /

21 7 8 22

/J

16

9U2.5

18 20 19 17

19

1 20

I 11 I I /J 15 11 1 9

I I I iT

19 12 13 21